微生物代谢产物的污染.ppt

1、第三节微生物代谢物的污染：环境中的每一种物质都会受到一种或多种微生物的影响，产生复杂多样的代谢中间体和最终产物。在正常情况下，这些代谢物不断产生和转化，并处于动态平衡中。但是，在一定条件下，一些代谢物会大量积累，造成环境污染；一些代谢物是特殊的化合物，会对人类或其他生物产生不利影响；此外，一些代谢物是致癌、致畸和致突变物质。各种代谢物对人体具有长期低剂量效应，对人体健康构成严重威胁。微生物的代谢产物。生物毒素，3。气味代谢物，4。酸性矿泉水。甲基汞，6。含氮化合物的代谢物，1。生物毒素是微生物产生的有机毒物，在被其他生物体吸收并进入体内后，会破坏敏感的宿主组织并干扰宿主的正常生理功能。微生物产

2、生的毒素的化学结构和化学组成非常复杂，具有抗原特性。1988年首次发现：白喉毒素(1)细菌毒素(2)真菌毒素(3)藻类毒素(4)放线菌素背(1)细菌毒素，分类(根据毒素的释放情况)1。内毒素2。外毒素：一些细菌在生长和代谢过程中会产生一些有毒物质，并将这些有毒物质释放到周围环境中。这些毒素被称为外毒素。大多数能产生外毒素的细菌是G细菌，它是蛋白质，对热和某些化学物质极其敏感。外毒素的功能是特异性破坏细胞的某些成分或抑制细胞的某些代谢功能。外毒素是已知有毒物质中毒性最大的物质。一些外毒素和由它们引起的疾病，如返流和内毒素，是在活细胞中产生的，但在产生后不会释放到周围的培养基中，只有在细胞裂解或溶

3、解后才释放，这实际上是大多数革兰氏阳性菌细胞壁外层的一种成分。2.脂多糖代替蛋白质。3.无论产生什么微生物，疾病的症状都是一样的，包括发热、腹泻和失血性休克。4.抗原性弱。5.毒素更少。能产生内毒素的细菌包括沙门氏菌、志贺氏菌、大肠杆菌、奈瑟氏菌、苏云金杆菌等。背，沙门氏菌(可引起伤寒)，鼠伤寒沙门氏菌，鼠伤寒沙门氏菌，沙门氏菌显色培养基-HE琼脂，背，一些外毒素和由它们引起的疾病，背，肉毒杆菌毒素，肉毒梭状芽孢杆菌和厌氧梭状芽孢杆菌具有这种细菌的基本特征，即厌氧杆状细菌，可形成孢子。孢子比繁殖体宽，呈纺锤形。肉毒杆菌毒素可导致人类和动物肉毒中毒。根据肉毒杆菌毒素的抗原性，肉毒梭菌被分为七种类

4、型：甲、乙、丙(1，2)、丁、戊、己和庚。有三种中毒类型：甲、乙和戊.C型和D型毒素是畜禽肉毒中毒的主要病原体。肉毒梭菌很少被分离出来，也没有由G菌引起中毒的报道。肉毒杆菌毒素毒性极强，是最强的神经毒素之一。据说1微克精制毒素的毒性对20万只小鼠(20克)是致命的，也就是说，1克毒素可以杀死400万吨小鼠，一个人的致死剂量约为1微克。从1899年到1990年，美国总共有2305人中毒。经检测，303人感染甲类毒素，92人感染乙类毒素，3人感染戊类毒素，2人感染氟类毒素。主要引起动物肉毒中毒的f和G毒素尚未得到深入研究。背部，金黄色葡萄球菌，金黄色葡萄球菌产毒素菌株产生的肠毒素也能引起常见类型的

5、食物中毒。这种微生物在环境中广泛传播，而有毒菌株出现在大约25%的人群中，而带有细菌的食品加工者或厨房工人是主要的传播媒介。经过处理的食物、土豆沙拉和乳制品是很好的生长介质。引起毒血症，毒性较弱且不致命。背面，金黄色葡萄球菌的扫描电镜照片，金黄色葡萄球菌的显微照片，金黄色葡萄球菌琼脂的鉴定和计数Baird Parker琼脂RPF，革兰氏染色显微照片，背面，苏云金芽孢杆菌的内毒素，它是苏云金芽孢杆菌的伴生晶体，广泛分布于土壤中，不能引起人类和高等动物的疾病，但只能引起某些昆虫的疾病。它能杀死100多种鳞翅目幼虫。细菌在孢子形成过程中产生内毒素，细胞在孢子形成后期解体，此时孢子和内毒素同时释放到周

6、围培养基中。有利于工业化生产。背，苏云金芽孢杆菌Bt粉，苏云金芽孢杆菌Bt悬浮剂，背，(2)真菌毒素，概念：由真菌代谢活动产生的毒素，以霉菌为主。致病特点：1 .中毒通常与食物有关。2.发病率是季节性或区域性的。3.真菌毒素是小分子有机化合物，而不是高分子蛋白质，它们不会产生抗体，也不能在体内免疫。4.病人不会传染。5.一次性大量摄入会导致急性中毒，而长期少量摄入会导致慢性中毒和致癌。迄今为止，已发现300种真菌毒素。1.剧毒黄曲霉毒素、褐曲霉毒素、黄绿色青霉素、红色青霉素B、青霉酸等。2.黄曲霉毒素B1、黄曲霉毒素G1、黄曲霉毒素、环氯、棒曲霉素、棒曲霉素、青霉素等。会导致动物癌症。追溯到1

7、960年，黄曲霉毒素发现，在伦敦附近的一个养鸡场，几个月内有10万只火鸡死亡。黄曲霉在食用被霉菌污染的花生粉后产生的黄曲霉毒素是由黄曲霉和寄生曲霉产生的一组代谢产物。它的基本结构是二呋喃环和香豆素，在紫外光下能发出荧光。并非所有黄曲霉菌株都产毒素，但产毒素菌株的比例正在上升。寄生产毒曲霉菌株占100%。毒性和危害有毒物质和致癌物质。毒性是KCN的10倍，是砷的68倍！黄曲霉毒素B1(最具毒性和致癌性):LD50=0.294毫克/千克(半数致死剂量为501毫克/千克，毒性极高)。主要的靶器官是肝脏。耐高温，烹饪温度下损伤小，在水中溶解度低。耐酸和中性，不耐碱。它主要污染花生、花生油、玉米、大米、

8、高粱、棉籽和其他粮油及其产品。试验和清除方法，试验(生物方法)小鸭：给刚出生一天的小鸭喂食含有毒素的食物作为对照，给另一组小鸭喂食怀疑含有毒素的食物，以观察它们是否引起相同的症状，从而对可疑食物进行试验。清除方法：最好的方法：在粮食的收获、储存和加工过程中，防止污染，如保持干燥和防潮。一般来说，加热黄曲霉感染的谷物是无效的，但用高压蒸汽灭菌(120)4小时可以大大降低毒性。用热碱洗、漂白土壤和活性炭处理植物油，可有效去除油中的黄曲霉毒素残留。食品中黄曲霉毒素含量标准，世界卫生组织1966年30克/公斤1970年20克/公斤1975年15克/公斤中国玉米、花生油、花生及其制品：20克/公斤大米及

9、其他食用油：10克/公斤其他谷物、豆类、发酵食品：5克/公斤婴儿代乳食品：背部、岛青霉菌类毒素无法检测青霉素可在进入人体后2小时内致死。能够产生这些毒素的微生物是岛青霉菌、产黄青霉菌和桔青霉菌，它们能够容易地用更多的水分感染新收获的水稻，从而导致水稻谷粒变黄。预防措施：水稻收获后，应及时进行干燥、脱粒、干燥和储藏。(3)藻类毒素，概念：指藻类产生的对多细胞生物有毒的一些化合物。包括氨、多肽和多糖。它存在于水或水生贝类中，人和动物在喝水或吃鱼时会引起食物中毒。分类：1 .产毒素的蓝细菌；2.产毒素真核藻类；后退；铜绿微囊藻；产生的毒素有两种不同的成分。1.快速致死因子的环状多肽(FDF)。内毒素

10、是在细胞生长的初始阶段分泌的。当处于最佳生长条件时，一些细胞可以进行溶解和自溶以释放内毒素。通过注入细胞膜，老鼠可以在3060分钟内死亡。2.慢致死因子(SDF)只有在与相应的细菌共存时才会产生，并且只有在2448小时后通过腹腔注射到小鼠体内才会导致死亡。(4)放线菌素是放线菌的代谢产物，能毒害人，甚至引起肿瘤或癌变。橄榄霉素是肝链霉菌的产物，具有高毒性，可诱发肝、肾、胃、脑和胸腺肿瘤。橄榄的结构与苏铁素相似，因此认为其致癌作用与苏铁素相似。苏铁糖苷本身不致癌，在动物肠道内被微生物水解后成为致癌物质。在电子显微镜下可以看到黄曲霉。黄曲霉毒素B1和赭曲霉毒素A是由某些真菌(曲霉属和欧洲曲霉属)在

11、食品和饲料中产生的有毒代谢产物，如谷物、咖啡、豆类、可可、干果等。全世界。这些真菌毒素具有致癌、肾毒性、致畸、免疫毒性和可能的神经毒性。黄曲霉毒素B1，背，肉毒梭菌的电子显微照片，背，第二，气味代谢物，气味是影响环境质量的重要因素。它在环境污染中起着预警作用。气味表明污染物可能已经达到有害浓度。气味物质不仅污染大气和水，引起感官不快，还会被水生生物吸收并积累在体内，影响水产品(如淡水鱼)的质量。土鱼腥素(或土臭味)是一种从放线菌产生的土臭味中分离出来的透明中性油，具有极低的臭味阈值(0.2毫克/升)。在有泥土气味的鱼中可以检测到鸭疫里氏杆菌。引起环境污染的其他微生物气味代谢物包括氨、胺、硫化氢

12、、硫醇、(甲基)吲哚、粪便气味、脂肪酸、醛、醇、酯等。后退，3。酸性矿泉水，一些无机矿床如黄铁矿和斑岩铜矿含有硫化铁。经过化学氧化，矿泉水变成酸，一般的酸碱度为4.5-2.5。这种酸性条件促进了耐酸细菌的繁殖。氧化硫硫硫杆菌将硫氧化成硫酸；氧化亚铁硫杆菌和氧化亚铁硫杆菌将硫酸亚铁氧化成硫酸铁。通过这些细菌的作用，矿泉水的酸化得到加强，有时酸碱度可以降低到0.5。硫化铁包含在无机沉积物中，如黄铁矿和斑铜矿，当暴露在空气中时，它们会自然氧化生成硫酸亚铁和硫酸氢盐。缺水时，硫酸亚铁在氧化亚铁硫杆菌和氧化亚铁硫杆菌等铁氧化细菌的作用下被氧化成硫酸铁。硫酸亚铁是一种强氧化剂，继续与黄铁矿反应生成更多的硫

13、酸和硫酸亚铁。硫酸亚铁7Fe(SO4)3 8H2O 15硫酸亚铁8H2SO4 2S，生成的单质硫在氧化硫硫杆菌的作用下生成硫酸。2S 3O2 3H2O 2H2SO4通过生物氧化和化学氧化的反复作用形成大量的硫酸，使矿泉水极度酸化。酸化的矿井水渗入附近的河流，对鱼类和其他高等生物有毒。1.加入石灰提高酸碱度。2.硫酸盐还原菌作用于矿物，将硫还原成硫化物。3.在矿井中添加消毒剂或抑菌剂，以杀灭产酸细菌或抑制产酸细菌的活性。4.用酸性矿石水进行细菌浸出以提取有用的金属。细菌冶金技术，设想应综合利用上述反应来回收细菌产生的酸并将其用于细菌冶金。耐酸细菌可将亚铁氧化成高铁获得能量，形成的硫酸亚铁可作为铜矿石的强氧化剂，以硫酸铜的形式溶解铜：Cu2S 2Fe2(SO4)3 2Cu 4 4FeS 4S铁在酸性条件下与硫酸铜反应，可将金属铜从硫酸铜：Fe2SO 4 FeS 4铜中沉淀出来，在微生物的作用下，汞、砷、镉、碲、硒、锡、铅等重金属离子可被甲基化形成高毒性的甲基化合物。因为震惊世界的日本水俣病和瑞典的大量马匹死亡都是由甲基汞中毒引起的，甲基汞化合物应该是最令人印象深刻的一种。汞通过一系列生化反应形成甲基汞，其毒性增强，极大地加剧了汞的危害。在自然条件下，汞可以经历非酶甲基化和酶甲基化。汞的非酶甲基化在中性水溶液中，汞可以以甲基钴胺素为甲基供体转化为甲基汞。这是一个纯粹的化学反应转化，是